水工钢结构课程的设计.doc

课程设计说明书 课 程 名 称: 水利水电工程钢结构课程计 课 程 代 码: 8203281 题 目: 潜孔式平面钢闸门设计 学 生 姓 名: 学 号: 312009080801209 年级/专业/班: 2009级水利水电2班 学院(直属系) : 能源与环境学院 指 导 教 师: 徐良芳 开题时间：2011年12月12日 完成时间：12月18日 目 录 1设计资料 2闸门结构的形式及布置 3面板设计 4水平次梁、顶梁和底梁的设计 5主梁设计 6 横隔板设计 7 纵向连接系 8 边梁设计 9 行走支撑设计 10滚轮滑道设计 11 闸门启闭力和吊耳计算 设计资料 闸门形式：潜孔式平面刚闸门 孔口尺寸（宽×高）：10.0m × 10.0m 上游水位：55.0m 下游水位：0.1m 闸底高程：0m 启闭方式：电动固定式启闭机 材料 钢结构：Q235—A.F 焊条：E43型 行走支承：胶木滑道或滚轮支承 止水橡皮：側止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮 制造条件 金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准 规范：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974—2005》 二、闸门结构的形式及其布置 （一）、闸门尺寸的确定 如图1 图1 闸门主要尺寸图（单位：m） 闸门孔口尺寸： 孔口净宽： 10.0m 孔口高度： 10.0m 闸门高度：10.0m 闸门的宽度：10.4m 荷载跨度：10.0m 计算跨度：10.4m 2、计算水头：54.9m （二）主梁的布置 主梁的数目及形式 主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=10.4m,闸门高度h=10.0m,Lh。所以闸门采用4根主梁。本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。 2.主梁的位置 因为该设计的水头比较高，属于高水头,而孔口尺寸相对比较小，门顶与门底的水压强度 度差值相对较小。所以，主梁的位置按等间距来布置。设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。 3.梁格的布置及形式 梁格是用来支承面板的。在钢闸门中，面板的用钢量占整个闸门重量的比例较大，而且钢板也较贵，为了使面板的厚度经济合理，根据闸门跨度的大小，可以将梁格的布置分为三种情况。该闸门的梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板所支承。布置梁格时，竖直次梁的间距一般为1到2m，本设计取1.486m。水平次梁的间距一般为40到120cm，本设计取100cm。水平梁为连续梁，间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，布置图2示 图2 梁格布置尺寸图（单位：m） （三）、连接系的布置和形式 1、横向连接系： 根据主梁的跨度，决定布置6道横隔板，其间距为1.486m，横隔板兼作竖直次梁。 2、纵向连接系： 设在四个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。 （四）边梁与行走支承 边梁采用双腹式，行走支承采用滚轮支承。 三、面板设计 根据SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择以后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。 1.估算面板厚度 假定梁格布置尺寸如图2所示。面板厚度按下式计算 t=a 当b/a≤3时，a=1.65,则t=a=0.065 当b/a 3时，a=1.55,则t=a=0.067 k—四边固定矩形弹性薄板在支承长边中点的弯应力系数，第1和10区格按附录九表3查得，其余区格按附录九表2查得。 p—面板计算区格中心的水压强度（p=γhg=0.0098h N/mm2） γ—水的密度，一般淡水取10KN/? h―区格中心的水头，单位m a、b―面板的短边和长边的长度 现列表1计算如下： 表1 面板厚度估算 区格 a(mm) b(mm) b/a k P(N/mm2) t(mm) 1 930 1476 1.59 0.589 0.446 0.512 32.41 2 895 1476 1.65 0.605 0.456 0.525 31.95 3 895 1476 1.6